La relatividad general, también conocida como teoría general de la relatividad y teoría de la gravedad de Einstein, es la teoría geométrica de la gravitación publicada por Albert Einstein en 1915 y es la descripción actual de la gravitación en la física moderna. La relatividad general generaliza la relatividad especial y refina la ley de gravitación universal de Newton, proporcionando una descripción unificada de la gravedad como una propiedad geométrica del espacio y el tiempo o espacio-tiempo de cuatro dimensiones. En particular, la curvatura del espacio-tiempo está directamente relacionada con la energía y el momento de cualquier materia y radiación presentes. La relación se especifica mediante las ecuaciones de campo de Einstein, un sistema de ecuaciones diferenciales parciales de segundo orden.

La ley de gravitación universal de Newton, que describe la gravedad clásica, puede verse como una predicción de la relatividad general para la geometría del espacio-tiempo casi plana alrededor de distribuciones de masa estacionarias. Algunas predicciones de la relatividad general, sin embargo, están más allá de la ley de gravitación universal de Newton en la física clásica. Estas predicciones se refieren al paso del tiempo, la geometría del espacio, el movimiento de los cuerpos en caída libre y la propagación de la luz, e incluyen la dilatación del tiempo gravitacional, la lente gravitatoria, el corrimiento al rojo gravitatorio de la luz, el retraso de tiempo de Shapiro y singularidades/negro agujeros Hasta ahora, se ha demostrado que todas las pruebas de la relatividad general están de acuerdo con la teoría. Las soluciones dependientes del tiempo de la relatividad general nos permiten hablar sobre la historia del universo y han proporcionado el marco moderno para la cosmología, lo que llevó al descubrimiento del Big Bang y la radiación cósmica de fondo de microondas. A pesar de la introducción de una serie de teorías alternativas, la relatividad general sigue siendo la teoría más simple consistente con los datos experimentales. Sin embargo, la reconciliación de la relatividad general con las leyes de la física cuántica sigue siendo un problema, ya que falta una teoría autoconsistente de la gravedad cuántica; y cómo la gravedad puede unificarse con las tres fuerzas no gravitatorias: fuerte, débil y electromagnética.

La teoría de Einstein tiene implicaciones astrofísicas, incluida la predicción de agujeros negros, regiones del espacio en las que el espacio y el tiempo están distorsionados de tal manera que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de ellos. Los agujeros negros son el estado final de las estrellas masivas. Se cree que los microquásares y los núcleos galácticos activos son agujeros negros estelares y agujeros negros supermasivos. También predice lentes gravitacionales, donde la curvatura de la luz da como resultado múltiples imágenes del mismo fenómeno astronómico distante. Otras predicciones incluyen la existencia de ondas gravitacionales, que han sido observadas directamente por la colaboración física LIGO y otros observatorios. Además, la relatividad general ha proporcionado la base de los modelos cosmológicos de un universo en expansión.

Ampliamente reconocida como una teoría de extraordinaria belleza, la relatividad general se ha descrito a menudo como la más hermosa de todas las teorías físicas existentes.

Albert Einstein ( EYEN-styne ; alemán: [ˈalbɛʁt ˈʔaɪnʃtaɪn] (escuchar); 14 de marzo de 1879 - 18 de abril de 1955) fue un físico teórico nacido en Alemania, ampliamente reconocido como uno de los más grandes físicos de todos los tiempos. Einstein es mejor conocido por desarrollar la teoría de la relatividad, pero también hizo importantes contribuciones al desarrollo de la teoría de la mecánica cuántica. La relatividad y la mecánica cuántica son juntas los dos pilares de la física moderna. Su fórmula de equivalencia masa-energía E = mc2, que surge de la teoría de la relatividad, ha sido denominada "la ecuación más famosa del mundo". Su obra también es conocida por su influencia en la filosofía de la ciencia. Recibió el Premio Nobel de Física de 1921 "por sus servicios a la física teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico", un paso fundamental en el desarrollo de la teoría cuántica. Sus logros intelectuales y su originalidad dieron como resultado que "Einstein" se convirtiera en sinónimo de "genio". En 1905, un año que a veces se describe como su annus mirabilis ("año milagroso"), Einstein publicó cuatro artículos innovadores. Estos esbozaron la teoría del efecto fotoeléctrico, explicaron el movimiento browniano, introdujeron la relatividad especial y demostraron la equivalencia masa-energía. Einstein pensó que las leyes de la mecánica clásica ya no podían conciliarse con las del campo electromagnético, lo que le llevó a desarrollar su teoría especial de la relatividad. Luego extendió la teoría a los campos gravitatorios; publicó un artículo sobre la relatividad general en 1916, presentando su teoría de la gravitación. En 1917 aplicó la teoría general de la relatividad para modelar la estructura del universo. Continuó lidiando con problemas de mecánica estadística y teoría cuántica, lo que condujo a sus explicaciones de la teoría de partículas y el movimiento de las moléculas. También investigó las propiedades térmicas de la luz y la teoría cuántica de la radiación, que sentó las bases de la teoría fotónica de la luz.

Sin embargo, durante gran parte de la última parte de su carrera, trabajó en dos esfuerzos que finalmente fracasaron. Primero, a pesar de sus grandes contribuciones a la mecánica cuántica, se opuso a lo que evolucionó, objetando que la naturaleza "no juega a los dados". En segundo lugar, intentó idear una teoría del campo unificado generalizando su teoría geométrica de la gravitación para incluir el electromagnetismo. Como resultado, se aisló cada vez más de la corriente principal de la física moderna.

Einstein nació en el Imperio Alemán, pero se mudó a Suiza en 1895, renunciando a su ciudadanía alemana (como súbdito del Reino de Württemberg) al año siguiente. En 1897, a la edad de 17 años, se matriculó en el programa de diploma de enseñanza de matemáticas y física en la escuela politécnica federal suiza de Zürich, graduándose en 1900. En 1901, adquirió la ciudadanía suiza, que conservó por el resto de su vida. y en 1903 obtuvo un puesto permanente en la Oficina de Patentes de Suiza en Berna. En 1905, la Universidad de Zúrich le otorgó un doctorado. En 1914, Einstein se mudó a Berlín para unirse a la Academia de Ciencias de Prusia y la Universidad Humboldt de Berlín. En 1917, Einstein se convirtió en director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm; también volvió a ser ciudadano alemán, esta vez prusiano.

En 1933, mientras Einstein visitaba los Estados Unidos, Adolf Hitler llegó al poder en Alemania. Einstein, de origen judío, se opuso a las políticas del gobierno nazi recién elegido; se instaló en los Estados Unidos y se convirtió en ciudadano estadounidense en 1940. En vísperas de la Segunda Guerra Mundial, respaldó una carta al presidente Franklin D. Roosevelt alertándolo sobre el potencial programa alemán de armas nucleares y recomendando que los EE. UU. comenzaran una investigación similar. Einstein apoyó a los Aliados pero en general denunció la idea de las armas nucleares.